ГЛАВА 2 СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ 2.1. Подбор сечений стержней из расчета на прочность 1. Мысленно отбрасывают связи и заменяют их действие на брус реакциями. В задачах для самостоятельной работы абсолютно жесткий брус удерживается в равновесии шарнирно-неподвижной опорой и одиночным стержнем (подвеской или колонной).
По условию задачи требуется рассчитать только стержень, поэтому рекомендуется показать усилие в стержне N и не показывать реакций опоры, определение которых выходит за рамки самостоятельной работы.
Направление неизвестного усилия можно принять произвольно, но можно руководствоваться и более конкретной рекомендацией: усилие направлено по оси стержня в сторону, противоположную действию нагрузки. Приведенные схемы нагрузок дают возможность безошибочно определить направление действия усилия.
2. Определяют величину усилия N в стержне. Для этого составляют всего одно уравнение равновесия — сумма моментов всех сил относительно неподвижной опоры должна быть равна нулю:
Неподвижная опора в одних заданиях может быть
обозначена А, в других — В. Проверка решения не выполняется, так как не определялись опорные оеакции неподвижной опооы.
3. Определяют требуемую площадь поперечного сечения стержня из условия прочности по формуле
где N — усилие в стержне; R — расчетное сопротивление материала подвески по прил. VIII.
Следует обратить внимание на то, что в отличие от СНиПа, в расчетной формуле коэффициент условия работы yc принят равным 1 и исключен из знаменателя, а также вместо Ryпринято R. Это сделано из-за отсутствия сведений о назначении элементов стальных конструкций и для получения единообразных формул при расчете конструкций из разных материалов (стали прокатной фасонной, стали арматурной, алюминия).
31
При пользовании формулой (а) следует помнить, что усилие N имеет размерность кН, расчетное сопротивление R ~Ш МПа, а требуемую площадь AJpизмеряют в см2 для удобства! пользования прил. I, поэтому необходимы преобразования в размерностях. Они будут показаны в примере 7. I
4. По найденной площади определяют требуемый профилт прокатной стали или диаметр арматурного стержня согласно заданию.
Требуемый профиль прокатной стали определяют по площади Afp, используя прил. I, а диаметр стержня можно найти по! формуле I
При назначении диаметра стержня полученный результат в! формуле (б) рекомендуется округлить до размера, кратного 2 мм в большую сторону.
5. Выполняют проверку прочности принятого сечения по формуле 1
где А — принятая площадь поперечного сечения стержня. Она! не равна требуемой площади, полученной по формуле (а), так! как за редким исключением площадь сечения, приведенная в] прил. I, не совпадает с требуемой, кроме того, принятый диаметр, как правило, округляется и принимается большим, чем требуемый.
32
Прочность стержня считается обеспеченной, если условие (в) удовлетворено, и необеспеченной, если оно не удовлетворено.